Fernsehkameras enthalten unter anderem ein Kameragehäuse, ein Objektiv und eine zur Erzeugung des Videosignals vorgesehene Speicherplatte, im folgenden Target genannt. Auf dem Target wird mittels der Optik ein Bildfeld erzeugt, aus dem durch Abtastung mit einem Elektronenstrahl oder sonstige Abtastung entsprechend einem Fernsehraster das Videosignal erzeugt wird.

Insbesondere bei kleinen tragbaren Kameras besteht in der Praxis die Gefahr, daß das Bild durch eine starke ungewollte Beschleunigung des Kameragehäuses beeinträchtigt, d. H. verwackelt wird. Das bedeutet, daß z.B. das gewünschte Bildfeld aus dem Bereich des Target teilweise herausgerät und Teile des gewünschten Bildes kurzzeitig verlorengehen.

Derartige Verwacklungen lassen sich weitestgehend ausschalten oder verringern durch Anordnung des Kameragehäuses auf einem Stativ oder durch Hilfsmittel, mit denen die Kamera am Körper getragen wird. Derartige Mittel sind jedoch in der Praxis nicht immer anwendbar oder auch oft nicht ausreichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Fernsehkamera die Auswirkungen von unerwünschten starken Beschleunigungen des Kameragehäuses auf das mit der Kamera erzeugte Videosignal zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei der Erfindung wird also eine starke, ungewollte Beschleunigung des Kameragehäuses messtechnisch erfaßt und in eine elektrische Stellgröße umgewandelt. Diese Stellgröße wirkt auf die Lage des Abtastrasters auf dem Target so ein, daß die durch die ungewollte Beschleunigung verursachte Bewegung des Bildfeldes in den beiden in der Ebene des Targets orthogonalen Richtungen kompensiert wird. Die Ermittlung der starken Beschleunigung des Kameragerhäuses ist auch dadurch möglich, daß die von der Kamera erzeugten Signale jeweils von zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bildern verglichen werden. Wenn die Differenz zwischen diesen Signalen oder eines Teiles derselben einen bestimmten Schwellwert überschreitet, so kann dies als Indiz dafür gewertet werden, daß eine unerwünschte Beschleunigung vorliegt. Vorzugsweise wird in den Weg der Stellgröße ein Schwellwert eingeführt, um die ungewollten starken Beschleunigungen und Bewegungen des Kameragehäuses durch eine Verwacklung von den gewollten, langsameren Beschleunigungen und Bewegungen bei einem Schwenkvorgang bei Verfolgung einer bestimmten Szene zu unterscheiden. Es ist auch möglich, das von der Kamera gelieferte Signal eines Bildes zunächst in einen Speicher einzugeben und erst dann zu verwerten, wenn während der Abtastung des Bildfeldes auf dem Target keine Verwacklung registriert wurde. Sobald während der Abtastung des Bildfeldes eine Verwacklung registriert wird, wird das gesamte Bild nicht verwertet, sondern durch ein gespeichertes Bild aus einem vorangehenden Zeitabschnitt ersetzt. Die dadurch bewirkte geringe Beeinflussung der Bewegungsphase ist weniger störend als eine Verwacklung des gesamten Bildes.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen

Fig. 1

die Lage des Bildfeldes auf dem Target,

Fig. 2

im Prinzip eine erfindungsgemäße Schaltung und

Fig. 3

eine Weiterbildung der Schaltung nach Fig. 2.

In Fig. 1a ist mit dem Objektiv der Kamera auf dem Target 1 ein Bildausschnitt abgebildet. Das gesamt Target 1 ist homogen ausgebildet und zur Erzeugung des Videosignals geeignet. Die Abtastung des Target 1 erfolgt jedoch nur über den Bereich des gewünschten Bildfeldes 2 mit dem Startpunkt S am oberen linken Bildrand in Form eines Fernsehrasters zeilenweise. Der Bildbereich zwischen dem äußeren Rand des Bildfeldes 2 und dem Rand des Target 1 wird somit nicht abgetastet und für die Erzeugung des Videosignals nicht ausgenutzt. Das erzeugte Videosignal stellt also nur den Bildausschnitt des Bildfeldes 2 dar. Die beiden in der Ebene des Target 1 orthogonalen Richtungen sind mit x, y bezeichnet. Die Daten von x, y geben also die Lage des Bildfeldes 2 innerhalb des Target 1 an.

In Fig. 1b ist durch eine Verwacklung, und zwar durch eine ruckartige ungewollte Verschiebung des Kameragehäuses und damit des Target 1, das Bildfeld 2 auf dem Target 1 in positiver x-Richtung verschoben. Diese Verschiebung wird erfaßt und dementsprechend der Startpunkt S der Rasterablenkung um den Betrag + Δ x so verschoben, daß trotz der Verwacklung die Abtastung des Target 1 wiederum im Punkt S, also zu Beginn des gewünschten Bildfeldes 2, beginnt. Die Verwacklung des Kameragehäuses wirkt sich dadurch im erzeugten Videosignal nicht aus. Das Videosignal stellt also trotz der Verwacklung wieder genau das Bild des verschobenen Bildfeldes 2 dar.

In Fig. 1c ist durch eine Verwacklung das Bildfeld 2 auf dem Target 1 in negativer x-Richtung und in positiver y-Richtung verschoben. Dementsprechend wird auch der Startpunkt S der rasterförmigen Abtastung des Target 1 verschoben. Es wird also in allen Fällen stets das gewünschte Bildfeld 2 beginnend vom Startpunkt S unabhängig von der Richtung und dem Maß der Verwacklung abgetastet.

In Fig 2 enthält das Kameragehäuse 3 einen Beschleunigungssensor 4 für die Richtung x und einen Beschleunigungssensor 5 für die Richtung y. Diese Sensoren liefern folgende Spannungen, die die Beschleunigung des Gehäuses 3 in den beiden Richtungen x und y anzeigen:

$\text{Ux∼d²x/dt² und}$
$\text{Uy∼d²y/dt².}$

Diese Spannungen werden in den Integratoren 6, 7 durch mathematische Integration in Spannungen umgesetzt, die die Geschwindigkeit der Bewegungen des Kameragehäuses 3 darstellen:

$\text{Uvx = dx/dt . K₁}$
$\text{Uvy = dy/dt . K₂}$

K₁, K₂ :

Proportionalitätskonstanten

Die Spannungen von den Ausgängen der Integratoren 6, 7 werden außerdem der Schwellwertschaltung 9 zugeführt, die nur oberhalb eines Schwellwertes Spannungen an die ODER-Stufe 10 abgibt. Bei einer gewollten Schwenkbewegung der Kamera 3, also niedrigen Werten der Beschleunigung und der Geschwindigkeit, erzeugt die Stufe 10 eine Spannung mit dem Wert "0", durch die der Prozessor 8 gesperrt wird. Das Adreßsignal am Ausgang erscheint dann nicht, weil eine ungewollte ruckartige Bewegung nicht vorliegt und somit die Korrektur nicht erforderlich ist. Wen eine oder beide Spannungen am Eingang der Schwellwertschaltung 9 den Schwellwert überschreiten und somit das Vorliegen einer ungewollten, starken Beschleunigung des Gehäuses 3 registriert wird, geht die Spannung am Ausgang der Stufe 10 auf "1" und aktiviert den Prozessor 8in der beschriebenen Weise.

Fig. 3 zeigt zwei Abwandlungen der Anordnung nach Fig. 2. Zunächst sind die mechanischen Beschleunigungssensoren 4, 5 ersetzt durch eine elektronische Schaltung. Das Signal eines Bildes wird einmal direkt und einmal über eine Verzögerungsstufe 12 für die Dauer eines Bildes dem Komparator 13 zugeführt. Der Komparator 13 vergleicht die Signale von zwei oder mehr zeitlich aufeinanderfolgender Bildern oder von definierten Teilen oder Auszügen der Bilder. Bei Normalbetrieb einschließlich einer gewollten Schwenkbewegung übersteigt diese Differenz einen Schwellwert nicht. Bei einer ungewollten ruckartigen Bewegung, also einem Wackeln des Gehäuses 3, wird dieser Schwellwert überschritten. Auf diese Weise wird mit der Schwellwertschaltung 9 wieder die die Verwacklung anzeigende Stellgröße Us erzeugt.

Die zweiten Abwandlung ist folgende: Die von der Kamera 3 gelieferten Bilder werden zunächst dem Speicher 15 zugeführt, der etwa die Signale von zwei bis drei Bildern speichern kann. Bei der Abtastung eines Bildes wird das erzeugte Videosignal zunächst nicht auf die Ausgangsklemme 11 gegeben, sondern in dem Speicher 15 gespeichert. Wenn am Ende der Abtastung eines Bildes keine ungewollte Bewegung der Kamera 3, also keine Verwacklung registriert wurde, erscheint eine Spannung U1, die das Auslesen des gespeicherten Bildsignals dieses Bildes bewirkt, so daß dieses Signal an der Klemme 11 erscheint. Wenn während der Ab-tastung des Bildes, unabhängig vom Zeitpunkt innerhalb des Bildes, eine Verwacklung registriert wurde, erscheint eine Spannung U2. Die Spannung U2 bewirkt, daß das Signal dieses Bildes, das der Verwacklung unterliegt, nicht ausgewertet wird. Stattdessen wird das Signal eines zeitlich vorangehenden Bildes ohne Verwacklung, das vorher in dem Speicher 15 gespeichert ist, ausgelesen und der Klemme 11 zugeführt. Gestörte Bilder, in denen durch die Schaltung 13, 9 eine Verwacklung registriert wurde, werden also jeweils nicht verwertet und durch nicht gestörte Bilder aus einem davor liegenden Zeitraum ersetzt.

Die Stellgröße oder das Adreßsignal am Ausgang des Prozessors 8 beinhaltet z.B. eine neue Startadresse für den Startpunkt S der Rasterabtastung eines Bildfeldes bei CCD-Arrays. Die Ausgangsspannung des Prozessors kann auch eine analoge Korrekturspannung bei einer Röhrenkamera sein. Der Vergleich der Signale aufeinanderfolgender Bilder in dem Komparator 13 in Fig. 3 kann sich auch auf bestimmte ausgewählte Bildbereiche erstrecken. Dabei ist auch ein Vergleich über mehrere aufeinanderfolgende Vollbilder möglich, eine sogenannte zweidimensionale Autokorrelation. Durch eine solche Lösung läßt sich ebenfalls ein Bewegungsvektor ermitteln, also eine Stellgröße oder eine Adreßspannung, die das Maß und die Richtung der ungewollten Bewegung der Kamera 3 angibt und entsprechend den Startpunkt S verschiebt.